以中國礦業大學(北京)代世峰副教授、任德貽教授、李生盛博士為主要研究人員的課題組,*近在我國內蒙古準格爾發現了一個世界上獨特的與煤伴生的超大型鎵礦床,鎵的儲量達我國目前探明儲量的8.5倍,并將全世界鎵的工業儲量一舉提高將近一倍。
“煤中的鎵、鍺、釩、鈾,都是有益的伴生元素。其中鎵在國防科學、高性能計算機的集成電路、光電二極管等方面有著廣泛應用,并被稱為‘電子工業的糧食’。”代世峰介紹,目前世界上每年鎵的需求量150~220噸,并正以每年12%的速度不斷增長。
此次在內蒙古準格爾發現的超大型鎵礦床,鎵的成礦地質背景相當特殊。內蒙古準格爾礦區是華北聚煤盆地中煤層*富集的地帶,該礦區6號主采煤層平均厚度30米,為一巨厚煤層。該礦區泥炭聚積時的物源供給,明顯有別于整個華北聚煤盆地,以聚煤區北部隆起的本溪組鋁土礦為主。這里發現的鎵礦床,鎵主要源于物源區本溪組鋁土礦,而后在泥炭沼澤的弱還原環境中進一步富集,是鎵“富集—搬運—再富集”作用的結果。
不僅如此,礦床內鎵的主要載體也極罕見,是煤中超常富集、鎵含量均值達0.09%的一水軟鋁石。據悉,這也是我國科技人員*在煤中發現超常富集的一水軟鋁石。代世峰說:“正是準格爾超大型鎵礦床所處的特殊的古地理位置和煤中鎵的特殊地質載體,決定了該礦床是目前為止全球獨特的鎵礦床類型。”
當然*為難得的,還是準格爾鎵礦床的品位、含量及豐富的伴生資源。據了解,通常情況下,煤中鎵的含量均值僅5微克/克(1微克=10-6克)左右。但準格爾鎵礦床內這個數值達到44.8微克/克,主采分層中鎵含量均值更達51.9微克/克,遠超煤中鎵的工業品位(30微克/克),這樣的分層厚度占到整個煤層的81.9%。
據估計,準格爾鎵礦床鎵的保有儲量85.7萬噸——之前世界上鎵的工業儲量僅為100萬噸,我國的探明儲量僅為10萬噸,主要分布在山西、河南、貴州和吉林,一半以上為鋁土礦的副產品——這一超大型鎵礦床,把全世界鎵的工業儲量一舉提高將近一倍!同時,礦內與鎵伴生的稀土元素和鋁的含量也很高,是可利用的重要資源。
有關專家表示,準格爾超大型鎵礦床的發現,具有重要的理論和現實意義。首先,鎵本身是戰略金屬,該礦的發現具有重要的經濟和社會意義;其次,從燃煤產物中提取鎵及其伴生的鋁和稀土資源,可保證煤炭的充分、合理利用,實現礦區的經濟良性循環發展;*后,鎵屬于典型分散元素,自然界中很難形成獨立礦床,鎵資源的主要來源為鋁土礦,因此該礦床的發現對分散元素成礦理論是一個重大貢獻,對研發新型的礦床資源也具有重要的指導意義。
據介紹,課題組的相關成果,即將發表在國內期刊《科學通報》和著名國際期刊《國際煤地質學雜志》上。